Дипломная работа: Усовершенствование модема путем защиты передачи данных

До появления высокоскоростных протоколов на 56 Kbps передача данных между двумя модемами по обычным телефонным каналам связи осуществлялась в аналоговом режиме, как было рассмотрено выше.

Основным сдерживающим фактором, препятствующим "бесконечному" увеличению скорости передачи данных с помощью модемов, является качество аналоговых телефонных линий связи. До недавнего времени (буквально до начала 80-х годов) основным назначением телефонныхканалов связи была только передача голоса. Поэтому, исходя из соображений стоимости и для борьбы с шумами в линии, полоса пропускания телефонного канала была ограничена диапазоном 300-3500 Hz. Исследования показали, что именно в этом диапазоне частот находится основная часть спектра человеческой речи, поэтому после наложения на исходный сигнал указанных ограничений разборчивость речи не ухудшится.

Для управления так называемыми "интеллектуальными" модемами используются специальные связные программы - программы, работающие под управлением операционной системы ЭВМ. Связная программа создает на экране терминала дружественный интерфейс пользователя, обеспечивающий удобное выполнение необходимых управляющих функций. При этом используется, в основном, набор команд АТ, передаваемых модемом либо через связной порт компьютера (для внешних модемов), либо через общую шину (для внутренних модемов). Перед началом работы, пользователь может задать некоторые параметры взаимодействия компьютера и модема. Связные программы создают ряд возможностей, упрощающих управление модемом:

- хранение справочников телефонов;

- хранение наборов команд управления для разных модемов;

- макроязык для написания управляющих программ;

1.3 Классификация модемов

Существуют разные классификации модемов: по исполнению, по методам модуляции, по принципу работы, по типу. Ниже приведены основные классификационные группы модемов с кратким описанием каждой.

1. По исполнению:

- внешние — подключаются к COM или USB порту, обычно имеют внешний блок питания (существуют USB-модемы, питающиеся от USB и LPT-модемы);

- внутренние — устанавливаются внутрь компьютера в слот ISA, PCI, PCMCIA, AMR, CNR;

- встроенные— являются внутренней частью устройства, например ноутбука или док-станции.

2. По принципу работы:

- аппаратные — все операции преобразования сигнала, поддержка физических протоколов обмена, производятся встроенным в модем вычислителем (например, с использованием DSP, контроллера). Так же в аппаратном модеме присутствует ПЗУ, в котором записана микропрограмма, управляющая модемом;

- винмодемы — аппаратные модемы, лишённые ПЗУ с микропрограммой. Микропрограмма такого модема хранится в памяти компьютера, к которому подключён модем. Работоспособен только при наличии драйверов, которые обычно писались исключительно под операционные системы семейства MS Windows;

- полупрограммные (Controller based soft-modem) — модемы, в которых часть функций модема выполняет компьютер, к которому подключён модем;

- программные (Host based soft-modem) — все операции по кодированию сигнала, проверке на ошибки и управление протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. При этом в модеме находится аналоговая схема и преобразователи: АЦП, ЦАП, контроллер интерфейса (например, USB).

3. По типу:

- аналоговые — наиболее распространённый тип модемов для обычных коммутируемых телефонных линий;

- ISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий;

- DSL — используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий используя обычную телефонную сеть.

Отличаются от коммутируемых модемов кодированием сигналов. Обычно позволяют одновременно с обменом данными осуществлять использование телефонной линии в обычном порядке.

- кабельные — используются для обмена данными по специализированным кабелям — к примеру, через кабель коллективного телевидения по протоколу DOCSIS;

- радио – для доступа используются технологии WiFi и EDGE, а также мобильные телефоны;

- спутниковые;

- PLC — используют технологию передачи данных по проводам бытовой электрической сети.

4. Пометодаммодуляции:

- FSK (FrequencyShiftKeying) - является разновидностью частотной модуляции;

- PSK (PhaseShiftKeying) - является разновидностью фазовой модуляции;

- QAM(QuadratureAmplitudeModulation) – в этом методе квадратурной амплитудной модуляции одновременно изменяются фаза и амплитуда сигнала, что позволяет передавать большее количество информации;